Hiểu biết cơ bản về nhiên liệu sạch

​Trong tình trạng, nhiên liệu đang khan hiếm hiện nay, hiểu biết thêm một loại nhiên liệu nữa cũng là điều nên làm.

Trong tình trạng, nhiên liệu đang khan hiếm hiện nay, hiểu biết thêm một loại nhiên liệu nữa cũng là điều nên làm.

Nhiên liệu sinh học – loại nhiên liệu được kỳ vọng rất nhiều trong tương lai, khi nhắc đến cụm từ này, người ta thường nghĩ ngay đến các loại thực vật và sinh vật hữu cơ được sử dụng trong quá trình chế tạo ra nhiên liệu. Bài viết xin giới thiệu tới bạn đọc một số hiểu biết cơ bản về loại nhiên liệu này.

Trước hết, nhiên liệu sinh học là gì? Theo bộ năng lượng Mỹ, họ có thể chuyển đổi các loại thực vật hay sinh vật hữu cơ sang nhiên liệu dạng rắn, lỏng hay khí dùng trong xe hơi, lò sưởi và vận hành máy móc. Nếu miêu tả về loại nhiên liệu này thì cụm từ “có thể tái tạo” chính là cụm cần tìm. Sử dụng nguồn tài nguyên dễ tái sinh trong thời gian ngắn, như rau củ, thực vật, nhiên liệu sinh học được gọi là nhiên liệu tái tạo. Trong khí đó, các nhiên liệu từ dầu mỏ hay khí đốt thì không được gọi là nguồn nhiên liệu tái tạo vì chỉ trong một thời gian ngắn không thể tạo ra chúng. Chúng ta phải cần đến cả hàng triệu năm mới có được lại các nhiên liệu hóa thạch.
 

Nguồn nhiên liệu sinh học
 
Trong nhiều thập kỷ qua, con người đã sử dụng nhiên liệu hóa thạch (nhiên liệu trầm tích) như than đá, dầu hóa, khí đốt để chạy các loại máy móc. Nhưng trong bối cảnh giá cả leo thang, con người đang tìm kiếm những nguồn nhiên liệu mới thì nhiên liệu sinh học chính là một trong những giải pháp ưu thế của các nước cần nhập khẩu nhiên liệu và các nước có ngành nông nghiệp là chủ đạo. Đặc biệt, trong ngành giao thông vận tải, nhiên liệu sinh học phổ biến nhất hiện nay, chính là ethanol (một dạng cồn được sản xuất từ tinh bột hoặc đường) và dầu diesel sinh học (nhiên liệu bắt nguồn từ dầu, chất béo hoặc mỡ). Vậy quá trình chế tạo nhiên liệu sinh học như thế nào?
 
Ethanol được làm bằng cách lên men các nguyên liệu thực vật. Nguyên liệu để sản xuất ethanol là các cây cho tinh bột, đường cao như mía, sắn, ngô…Tuy nhiên, một nhược điểm lớn của loại nhiên liệu này là ảnh hưởng tới nguồn cung cấp lương thực, thực phẩm của con người và động vật. Những nghiên cứu mới đang tập trung vào phương pháp sử dụng lõi ngô để chế tạo ethanol. Bằng cách này, chúng ta có thế đảm bảo lượng thực phẩm cung cấp cho con người. Quá trình này liên quan đến việc chuyển lõi ngô thành đường glucose, sau đó đường glucose được lên men như bất kỳ loại đường nào khác, để sản xuất ethanol. Lignin, một sản phẩm phụ của quá trình, được đốt cháy để cung cấp năng lượng giúp hoàn tất quá trình. Một nhược điểm của ethanol là không bay hơi nhanh ở môi trường lạnh, khiến cho việc khởi động động cơ vào sáng mùa đông khó hơn. Việc trộn một tỷ lệ nhỏ (15%) xăng sẽ giúp khắc phục vấn đề này, và đó là lý do tại sao ethanol trên thị trường hiện nay được gọi là E85 (tỷ lệ 85% ethanol và 15% xăng).
 

Mía chính là nguồn nguyên liệu dể sản xuất ethanol.
 
Không giống như ethanol, quá trình sản xuất diesel sinh học chỉ được bắt đầu tại Hoa Kỳ kể từ khoảng năm 2005. Khoa học thực hiện cũng mới hơn và phức tạp hơn. Hầu hết các phương pháp sản xuất diesel sinh học của Mỹ đều là sử dụng dầu đậu nành hoặc dầu thực vật. Tuy nhiên, các nhà sản xuất cũng có thể sử dụng các loại dầu khác để tham gia vào quâ trình sản xuất diesel. Các chất dầu - hay còn gọi là fatty acid methyl (hay ethyl) trộn với sodium hydroxide và methanol (hay ethanol) tạo ra dầu diesel sinh học và glycerine bằng phản ứng chuyển hóa este. Giống như ethanol, diesel sinh học có thể được kết hợp với nhiên liệu dầu mỏ. Loại dầu phổ biến nhất là dầu B20 chứa 20% dầu diesel  sinh học và 80% dầu hỏa diesel.
 
Nhiên liệu sinh học, ngoài ethanol và dầu diesel là hai loại chính, thì còn có thêm nhiều loại khác. Không chỉ sử dụng nhiên liệu để chạy các phương tiện đi lại, xe cộ hay máy móc. Con người cũng sử dụng nhiên liệu trong sinh hoạt hàng ngày. Một loại nhiên liệu quen thuộc nhưng được cải tiến khá nhiều, đó chính là gỗ. Từ xưa, con người đã biết sử dụng gỗ để nấu chín thức ăn nhưng sự khác biệt của việc sử dụng gỗ xưa và nay chính là ngày nay, người ta sản xuất ra những viên gỗ nhỏ để đốt bếp. Những viên gỗ nhỏ này duy trì được nhiệt lượng khá lâu và cũng đảm bảo được tính tiết kiệm cũng như giảm ô nhiễm môi trường. Một số loại bếp được sản xuất có thể sử dụng nhiên liệu từ mùn cưa, giấy đã qua sử dụng.
 

Một góc hầm sản xuất khí biogas
 
Một công nghệ khác cũng khá phổ biến là công nghệ xử lý chất thải từ chăn nuôi hoặc từ sinh hoạt đô thị. Quá trình này sử dụng loại khí được sinh ra từ quá trình phân hủy khí tự nhiên. Khí sinh học này có chứa nồng độ mê-tan cao nên có thể được sử dụng như một loại nhiên liệu. Một tên gọi khác mà chúng ta hay gọi chính là khí biogas. Khí biogas sinh học thực sự là một hướng đi nên được khuyến khích trong nông dân để giảm ô nhiễm môi trường, tiết kiệm năng lượng và tạo ra lợi ích cho nông dân.
 
Trên đây mới chỉ là một vài thông tin cơ bản về nhiên liệu sinh học. Con người vẫn nỗ lực tìm các biện pháp để giải quyết “cơn khát” nhiên liệu đang diễn ra. Một cách mà chúng ta có thể chủ động thực hiên trong tình hình hiện nay, đó là sử dụng tiết kiệm nguồn nhiên liệu đang có.
 
Tham khảo: howstuffworks